JP2019510544A5

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Publication number: JP2019510544A5
Application number: JP2018542258A
Authority: JP
Filing date: 2017-02-13
Publication date: 2021-07-29
Anticipated expiration: 2037-02-13

Description

例示的実施形態のシステム、方法、特徴、および利点は、以下の図ならびに発明を実施するための形態の吟味に応じて、当業者に明白であるか、または明白となる。
例えば、本願は以下の項目を提供する。
（項目１）
光学測定システムであって、
組織の面積を照明するように構成される、１つまたはそれを上回る波長を伴う、光源と、
照明の前記１つまたはそれを上回る波長において前記組織から反射する光を捕捉するように構成される、検出器と、
検出された信号に基づいて、組織血管健康の１つまたはそれを上回る推定値を算出するように構成される、プロセッサと、
前記組織血管反応性を記憶または報告するように構成される、ディスプレイまたは通信デバイス（例えば、電子データ転送）と、
を備える、システム。
（項目２）
組織血管健康の推定値は、光学吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る表面下組織成分（例えば、血液濃度、血液酸素化、水分／水和、コラーゲン、脂質、外因性要因）の濃度、側方分布、および／または深度分布に基づく、および／または前記吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る成分から導出される血管運動神経調節または血管反応性の推定値に基づく、組織健康および／または組織傷害のリスクの１つまたはそれを上回る推定値を含み得る、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記検出器は、単一時間点捕捉を提供するように構成される、項目１に記載のシステム。
（項目４）
前記検出器は、２Ｄ撮像検出器アレイである、項目１に記載のシステム。
（項目５）
前記２Ｄ撮像検出器アレイは、ＣＣＤ／ＣＭＯＳカメラを備える、項目４に記載のシステム。
（項目６）
前記検出器は、単一要素検出器である、項目１に記載のシステム。
（項目７）
前記単一要素検出器は、フォトダイオードおよび検出システムへの光ファイバ中継器のうちの１つである、項目６に記載のシステム。
（項目８）
前記検出器は、複数の組織場所から反射された光を収集するように構成される、複数の単一要素検出器を含む、項目１に記載のシステム。
（項目９）
前記光源は、少なくとも１つの空間構造光パターンを前記組織表面にわたって生成するように構成される、項目１に記載のシステム。
（項目１０）
前記空間構造化された光は、空間周波数ドメイン撮像を行うように構成される、項目９に記載のシステム。
（項目１１）
前記ディスプレイは、双方向タッチスクリーンデバイス、タブレット、およびデジタル電話のうちの１つである、項目１に記載のシステム。
（項目１２）
前記光学測定のデバイスは、有線または無線接続を用いて、コンピュータシステム、タブレット、またはデジタル電話とインターフェースをとるように構成される、項目１に記載のシステム。
（項目１３）
組織サンプルの組織血管健康を推定する方法であって、
前記組織サンプルを照明するステップと、
単一時間点捕捉において前記組織サンプルの組織血管反応性を査定するステップと、
を含む、方法。
（項目１４）
組織サンプルの組織血管健康を推定する方法であって、
前記組織サンプルの面積を照明するステップと、
１つまたはそれを上回る照明波長において前記組織から反射する光を捕捉するように構成される検出器によって、前記照明された組織の面積から反射する光を捕捉するステップと、
組織血管健康を前記検出または捕捉された光信号から推定するステップと、
を含む、方法。
（項目１５）
組織血管健康の推定値は、光学吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る表面下組織成分（例えば、血液濃度、血液酸素化、水分／水和、コラーゲン、脂質、外因性要因）の濃度、側方分布、および／または深度分布に基づく、ならびに／もしくは前記吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る組織成分から導出される血管運動神経調節または血管反応性の推定値に基づく、組織健康および／または組織傷害のリスクの１つまたはそれを上回る推定値を含んでもよい、項目１３に記載の方法。
（項目１６）
前記照明された組織の面積の推定された組織血管健康を報告または表示するステップをさらに含む、項目１３に記載の方法。
（項目１７）
組織健康および／またはリスクの診断を前記照明された組織の面積の推定された組織血管反応性から発生させるステップをさらに含む、項目１６に記載の方法。
（項目１８）
前記診断に応答して、療法、治療、治療製品、または挙動変更を推奨するステップをさらに含む、項目１７に記載の方法。
（項目１９）
前記組織サンプルを照明するステップは、空間構造化された光パターンを用いて、前記組織表面にわたって前記組織サンプルを照明することを含む、項目１３に記載の方法。
（項目２０）
前記組織サンプルを照明するステップは、空間構造化された光パターンを用いて、前記組織表面にわたって前記組織サンプルを照明することを含む、項目１４に記載の方法。
（項目２１）
前記空間構造化された光パターンは、空間周波数ドメイン撮像を行うように構成される、項目１９に記載の方法。

本開示のある実施形態では、光学測定デバイスは、組織の面積を照明するように構成される、１つまたはそれを上回る波長を伴う、光源と、１つまたはそれを上回る照明波長において組織から反射する光を捕捉するように構成される、検出器と、検出された信号に基づいて、組織血管健康の１つまたはそれを上回る推定値を算出するように構成される、プロセッサと、組織血管健康を記憶または報告するように構成される、ディスプレイまたは通信デバイス（例えば、電子データ転送）とを含む。組織血管健康の推定値は、光学吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る表面下組織成分（例えば、血液濃度、血液酸素化、水分／水和、コラーゲン、脂質、外因性要因）の濃度、側方分布、および／または深度分布に基づく、ならびに／もしくは吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る組織成分から導出される血管運動神経調節の推定値に基づく、組織健康および／または組織傷害のリスクの１つまたはそれを上回る推定値を含んでもよい。

図１４は、対象における潰瘍リスクを階層化する、潰瘍リスク指数を生成するためのＭＩバイオメトリックの使用を図示する。撮像された足は、３つのコホート、すなわち、１）無糖尿病および潰瘍形成の無履歴を伴う、対照群と、２）ＩＩ型糖尿病および無神経障害ならびに潰瘍形成の履歴を伴う、「低リスク」群と、３）ＩＩ型糖尿病および対側足上の潰瘍を伴う、「高リスク」群とに分割された。本システムによって測定されたバイオメトリックを使用して、潰瘍リスク指数が、主に、表在性および深在性ヘモグロビンの比率に基づいて構築された。図１４に示される初期分析は、「高リスク」コホートが、本システムに一意の測定出力である、深在性ヘモグロビンの上昇したレベルおよび表在性ヘモグロビンの低レベルを有することを示す。貯留効果は、その健康ステータスによって生じる可能性が高い毛細管の不良な血管運動神経調節によって説明され得ると考えられる。さらに、分析は、各コホートが平均画像値に基づく足内の分散指数値に基づいて区別されることができることを示す。

システム２６００は、組織血管健康の推定値を報告し、これは、光学吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る表面下組織成分（例えば、血液濃度、血液酸素化、水分／水和、コラーゲン、脂質、外因性要因）の濃度、側方分布、および／または深度分布に基づく、ならびに／もしくは吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る組織成分から導出される血管運動神経調節または血管反応性の推定値に基づく、組織健康および／または組織傷害のリスクの１つまたはそれを上回る推定値を含んでもよい。

組織血管健康の推定値は、光学吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る表面下組織成分（例えば、血液濃度、血液酸素化、水分／水和、コラーゲン、脂質、外因性要因）の濃度、側方分布、および／または深度分布に基づく、ならびに／もしくは吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る組織成分から導出される血管運動神経調節または血管反応性の推定値に基づく、組織健康および／または組織傷害のリスクの１つまたはそれを上回る推定値を含んでもよい。

本開示のさらなる実施形態によると、組織血管健康の推定値は、光学吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る表面下組織成分（例えば、血液濃度、血液酸素化、水分／水和、コラーゲン、脂質、外因性要因）の濃度、側方分布、および／または深度分布に基づく、ならびに／もしくは吸収および／または散乱コントラストを呈する１つまたはそれを上回る組織成分から導出される血管運動神経調節または血管反応性の推定値に基づく、組織健康および／または組織傷害のリスクの１つまたはそれを上回る推定値を含んでもよい。

Claims

光学測定システムであって、
複数の波長を有する照明光を放射するための光源であって、前記光源は、組織サンプルの領域を照明するように構成されており、前記組織サンプルの領域を照明することは、前記複数の波長において前記組織サンプルの照明された領域の組織表面にわたって延在する空間的に構造化された光パターンを用いて行われる、光源と、
前記複数の波長において前記組織サンプルの前記照明された領域内の複数の層から反射する光信号を捕捉するように構成されている検出器と、
前記捕捉された光信号の経路長を特徴付けるために空間周波数ドメイン撮像を使用することによって前記組織サンプルの前記照明された領域内の前記複数の層から反射する前記捕捉された光信号に基づいて、前記複数の層のそれぞれに対する層に特有の発色団情報を決定するように構成されているプロセッサであって、前記プロセッサは、前記組織サンプルの前記照明された領域内の前記層に特有の発色団情報の関数として、前記組織サンプルの前記照明された領域の組織血管健康の１つ以上の推定値を算出するようにさらに構成されている、プロセッサと、
前記組織サンプルの前記照明された領域の前記組織血管健康の前記１つ以上の推定値を報告または表示するように構成されているディスプレイまたは通信デバイス（例えば、電子データ転送）と
を備える、光学測定システム。
前記組織血管健康の前記１つ以上の推定値は、光学吸収および／または散乱コントラストを呈する１つ以上の表面下組織成分（例えば、血液濃度、血液酸素化、水分／水和、コラーゲン、脂質、外因性要因）の濃度、側方分布、および／または、深度分布に基づく、ならびに／もしくは、前記吸収および／または散乱コントラストを呈する１つ以上の成分から導出される血管運動神経調節または血管反応性の推定値に基づく、組織健康および／または組織傷害のリスクの１つ以上の推定値を含む、請求項１に記載のシステム。
前記検出器は、時間の単一点において光信号を捕捉するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
前記検出器は、２Ｄ撮像検出器アレイである、請求項１に記載のシステム。
前記２Ｄ撮像検出器アレイは、ＣＣＤ／ＣＭＯＳカメラを備える、請求項４に記載のシステム。
前記検出器は、単一要素検出器である、請求項１に記載のシステム。
前記単一要素検出器は、フォトダイオードおよび検出システムへの光ファイバ中継器のうちの１つである、請求項６に記載のシステム。
前記検出器は、複数の組織場所から反射された光を収集するように構成されている複数の単一要素検出器を含む、請求項１に記載のシステム。
前記ディスプレイは、双方向タッチスクリーンデバイス、タブレット、デジタル電話のうちの１つである、請求項１に記載のシステム。
前記通信デバイスは、有線接続または無線接続を用いて、コンピュータシステム、タブレット、または、デジタル電話とインターフェースをとるように構成されている、請求項１に記載のシステム。
組織サンプルの組織血管健康を推定する光学測定システムを動作させる方法であって、前記光学測定システムは、光源と検出器とプロセッサとを備え、前記方法は、
前記光源が、前記組織サンプルの領域を照明することであって、前記組織サンプルの領域を照明することは、前記光源から放射された照明光の前記複数の波長において前記組織サンプルの照明された領域の組織表面にわたって延在する空間的に構造化された光パターンを用いて行われる、ことと、
前記検出器が、前記複数の波長において前記組織サンプルの前記照明された領域内の複数の層から反射する光信号を捕捉することと、
前記プロセッサが、前記捕捉された光信号の経路長を特徴付けるために空間周波数ドメイン撮像を使用することによって前記組織サンプルの前記照明された領域内の前記複数の層から反射する前記捕捉された光信号から、前記複数の層のそれぞれに対する層に特有の発色団情報を決定することと、
前記プロセッサが、前記組織サンプルの前記照明された領域内の前記層に特有の発色団情報の関数として、前記組織サンプルの前記照明される領域の組織血管健康を推定することと
を含む、方法。
前記組織サンプルの前記照明された領域内の前記複数の層から反射する前記捕捉された光信号は、時間の単一点において前記検出器によって捕捉される、請求項１１に記載の方法。
前記推定された組織血管健康は、光学吸収および／または散乱コントラストを呈する１つ以上の表面下組織成分（例えば、血液濃度、血液酸素化、水分／水和、コラーゲン、脂質、外因性要因）の濃度、側方分布、および／または、深度分布に基づく、ならびに／もしくは、前記吸収および／または散乱コントラストを呈する１つ以上の組織成分から導出される血管運動神経調節または血管反応性の推定値に基づく、組織健康および／または組織傷害のリスクの１つ以上の推定値を含む、請求項１１に記載の方法。
前記光学測定システムは、ディスプレイまたは通信デバイスをさらに備え、前記方法は、前記ディスプレイまたは前記通信デバイスが、前記組織サンプルの照明された領域の前記推定された組織血管健康を報告または表示することをさらに含む、請求項１１に記載の方法。
前記プロセッサが、前記組織サンプルの前記照明された領域の前記推定された組織血管健康から、組織健康および／またはリスクの診断を生成することをさらに含む、請求項１４に記載の方法。
前記プロセッサが、前記診断に応答して、療法、治療、または、治療製品の推奨を提供することをさらに含む、請求項１５に記載の方法。